1、1第 二 篇主講：陶福春主講：陶福春機床夾具設計機床夾具設計2第三章第三章 夾具體及夾具的對定夾具體及夾具的對定第一節(jié)第一節(jié) 夾具體夾具體一、對夾具體的基本要求一、對夾具體的基本要求1：有適當?shù)木燃俺叽绶€(wěn)定性：有適當?shù)木燃俺叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件、對刀、導向元件的表面及夾具體的安裝基面等，應有適當?shù)木燃俺叽绶€(wěn)定性，以保證夾具本身的精度。2：有足夠的強度和剛度：有足夠的強度和剛度在加工過程中，夾具體承受較大的切削力、夾緊力，為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形及振動，因此，夾具體應有足夠的強度和剛度。3：結構工藝性好：結構工藝性好以便于夾具體的制造、裝配和檢驗。34：便于排屑

2、：便于排屑切屑多時，夾具體上應設置有排屑結構。5：在機床上安裝穩(wěn)定可靠：在機床上安裝穩(wěn)定可靠當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應低，夾具體的底面應凸出，使夾具體的安裝基面與機床工作臺面接觸良好。當夾具在機床主軸上安裝時，使夾具體的安裝基面與機床主軸上相應表面應有較高的配合精度，并保證夾具體安裝穩(wěn)定可靠。二、夾具體的毛坯類型二、夾具體的毛坯類型1：鑄造夾具體：鑄造夾具體一般為灰口鑄鐵，強度高時用鑄鋼，重量輕時用鑄鋁。可鑄出復雜的形狀，具有較好的抗壓強度、剛度及抗振性；但生產(chǎn)周期長，需進行時效處理，以消除內(nèi)應力。4圖圖1-83 設置排屑結構設置排屑結構52：焊接夾具體：焊接夾具體由各種型材組焊

3、而成。制造方便，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。但焊接熱應力大，易變形，需退火處理。3：鍛造夾具體：鍛造夾具體適用于形狀簡單，尺寸不大，強度、剛度要求大的場合。鍛造后，也需退火處理。4：型材夾具體：型材夾具體小型夾具體直接用板料、棒料、鋼管等型材，加工裝配而成。取材方便，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。如心軸、鋼套鉆模，一般采用型材夾具體。5：裝配夾具體：裝配夾具體由標準的毛坯件、零件及個別非標準件，通過螺釘、銷釘組裝而成。標準的毛坯件由專業(yè)廠生產(chǎn)。制造成本低，周期短，精度穩(wěn)定等，有利于夾具標準化、系列化，也便于夾具的計算機輔助設計。6圖圖1-88裝配夾具體裝配夾具體圖圖1-85鑄造夾具體鑄造夾具體圖

4、圖1-86焊接夾具體焊接夾具體圖1-87 鍛造夾具體鍛造夾具體7 第二節(jié)第二節(jié) 夾具的對定夾具的對定為保證工件的加工精度，除工件在夾具中定位外，那么，夾為保證工件的加工精度，除工件在夾具中定位外，那么，夾具相對刀具及其切削成形運動還需占據(jù)一正確位置，這一過具相對刀具及其切削成形運動還需占據(jù)一正確位置，這一過程，稱為夾具的對定。夾具的對定包括夾具的定位安裝、夾程，稱為夾具的對定。夾具的對定包括夾具的定位安裝、夾具的對刀、導向，及夾具的分度和轉(zhuǎn)位。具的對刀、導向，及夾具的分度和轉(zhuǎn)位。一、夾具的定位、安裝一、夾具的定位、安裝夾具在機床上安裝時，其安裝、定位基面，還需相對刀具及夾具在機床上安裝時，其安

5、裝、定位基面，還需相對刀具及其切削成形運動，占據(jù)一正確位置。根據(jù)機床的工作特點，其切削成形運動，占據(jù)一正確位置。根據(jù)機床的工作特點，夾具在機床上安裝的基本形式有兩種。夾具在機床上安裝的基本形式有兩種。1：夾具安裝在工作臺上：夾具安裝在工作臺上對與銑、刨、磨、鏜床等夾具，一般需安裝在工作臺上，對與銑、刨、磨、鏜床等夾具，一般需安裝在工作臺上，為保證夾具底平面與工作臺面有良好的貼合，夾具體的定位為保證夾具底平面與工作臺面有良好的貼合，夾具體的定位面，應在一次安裝中磨出或刮研出。面，應在一次安裝中磨出或刮研出。8圖圖1-92為保證夾具在機床工作臺上的正確位置、方向，承受部分為保證夾具在機床工作臺上的

6、正確位置、方向，承受部分切削扭矩，一般采用定向鍵與工作臺上的切削扭矩，一般采用定向鍵與工作臺上的“T”型槽相配合。型槽相配合。如圖如圖1-92所示：所示：A形定向鍵，與夾具體槽形定向鍵，與夾具體槽和工作臺和工作臺“T”型槽的配合型槽的配合尺寸均為尺寸均為B，極限偏差選，極限偏差選h6或或h8；夾具體上的槽寬夾具體上的槽寬極限偏差選極限偏差選H7或或Js6。B形定向鍵與形定向鍵與T”型槽的配合型槽的配合尺寸為尺寸為B1，留，留0.5mm磨余量，磨余量，可按機床工作臺上的可按機床工作臺上的“T”型槽型槽實際寬度配作，極限偏差取實際寬度配作，極限偏差取H7或或Js6。另外，還有圓形定向鍵，制造簡單，

7、但容易磨損，定位穩(wěn)另外，還有圓形定向鍵，制造簡單，但容易磨損，定位穩(wěn)定性不如矩形定向鍵好。定性不如矩形定向鍵好。9定向精度要求高的場合，可不使用定向鍵，而在夾具體定向精度要求高的場合，可不使用定向鍵，而在夾具體的側面，加工出一窄長平面作為，夾具安裝時的找正基的側面，加工出一窄長平面作為，夾具安裝時的找正基面。通過找正可獲得較高的定向精度。面。通過找正可獲得較高的定向精度。2：夾具安裝在主軸上：夾具安裝在主軸上夾具在回轉(zhuǎn)主軸上安裝，取決于機床主軸端部結構，常夾具在回轉(zhuǎn)主軸上安裝，取決于機床主軸端部結構，常見的有圖見的有圖1-93以下幾種形式：以下幾種形式：二、夾具的對刀與導向二、夾具的對刀與導向

8、圖圖1-9310確定刀具相對工件加工表面的正確位置的方法，通常有如確定刀具相對工件加工表面的正確位置的方法，通常有如圖圖1-94所示，三種。所示，三種。1：單件試切法：單件試切法2：調(diào)整法：調(diào)整法利用對刀塊、標準樣件來利用對刀塊、標準樣件來調(diào)整刀具相對工件加工調(diào)整刀具相對工件加工表面的正確位置。幾種表面的正確位置。幾種銑刀的對刀裝置如圖所示：銑刀的對刀裝置如圖所示：利用對刀塊對刀時，工件利用對刀塊對刀時，工件加工表面的尺寸精度，一般加工表面的尺寸精度，一般不超過不超過IT級，尺寸精度要求級，尺寸精度要求高時，需采用試切法。高時，需采用試切法。3：導向套法：導向套法圖圖1-9411在鉆夾具中，一

9、般采用導向套來確定刀具相對工件加工在鉆夾具中，一般采用導向套來確定刀具相對工件加工表面的正確位置。幾種常用的鉆套如圖表面的正確位置。幾種常用的鉆套如圖1-95所示：所示：三、夾具的分度與轉(zhuǎn)位三、夾具的分度與轉(zhuǎn)位在生產(chǎn)中，當遇到工件上有一組成一定角度或一定間距在生產(chǎn)中，當遇到工件上有一組成一定角度或一定間距均勻分布的加工表面時，為了使工件能在一次裝夾中完均勻分布的加工表面時，為了使工件能在一次裝夾中完成加工，以提高生產(chǎn)率，就需要分度和轉(zhuǎn)位夾具。成加工，以提高生產(chǎn)率，就需要分度和轉(zhuǎn)位夾具。圖圖1-9512鉆法蘭上鉆法蘭上4-20（均布）孔的回轉(zhuǎn)分度鉆模如下圖均布）孔的回轉(zhuǎn)分度鉆模如下圖1-96所示

10、：所示：圖圖1-96圖圖1-96 回轉(zhuǎn)分度式鉆?；剞D(zhuǎn)分度式鉆模13分度裝置分度裝置分度裝置有兩種：一是直線分度裝置；另一種是回轉(zhuǎn)分分度裝置有兩種：一是直線分度裝置；另一種是回轉(zhuǎn)分度裝置。度裝置。1：分度裝置組成：分度裝置組成1）轉(zhuǎn)動或移動部分轉(zhuǎn)動或移動部分，它實現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)位或移位。如上圖1-96，回轉(zhuǎn)分度鉆模的回轉(zhuǎn)臺。2）固定部分固定部分，它是分度裝置的基體，常與夾具體制成一體。如上圖1-96，的夾具體。3）對定機構對定機構，它保證工件正確地分度位置，并完成插銷、拔銷動作。如如上圖1-96回轉(zhuǎn)分度鉆模的對定爪、分度盤、彈簧銷及手柄等。4）鎖緊機構鎖緊機構，它將移動或轉(zhuǎn)動部分與固定部分緊固在一起

11、，起減小加工時的振動和保護對定機構的作用。14如回轉(zhuǎn)鉆模中的鎖緊螺釘、滑柱及鎖緊塊。2：分度對定機構：分度對定機構分度的對定機構的結構型式很多，如圖1-97所示，常見的有以下幾種：鋼球?qū)ΧC構鋼球?qū)ΧC構，結構簡單，操作方便，但分度精度不高對定也不可靠，常用于精度不高的場合或作預定位。齒輪齒條圓錐銷對定機構，齒輪齒條圓錐銷對定機構，對定時可消除配合間隙，提高分度對定精度，但應有防塵措施。15杠桿單斜面對定機構杠桿單斜面對定機構，它用直邊對定，直邊插入時，可推除污物，斜面處污物不影響對定精度，因而對防塵要求不高。而分度精度較高，使用較多。手拉式菱形銷對定機構，結構簡單，制造容易，操作方便。也不需

12、嚴格防塵措施，在中等分度精度場合使用。圖1-97163：鎖緊機構：鎖緊機構對定機構對定后，尚需鎖緊，常用的幾種鎖緊機構如圖1-98所示：偏心輪鎖緊偏心輪鎖緊機構機構斜楔式鎖緊機構斜楔式鎖緊機構切向鎖緊機構切向鎖緊機構圖1-98174：分度誤差：分度誤差分度裝置分度時，最大分度值與最小分度值之差，稱為分度分度裝置分度時，最大分度值與最小分度值之差，稱為分度誤差。誤差。 下面以圓柱銷對定機構為例，分析計算分度誤差。下面以圓柱銷對定機構為例，分析計算分度誤差。1）直線分度誤差）直線分度誤差從下圖可知，影響分度誤差的主要因素有：從下圖可知，影響分度誤差的主要因素有： X1-對定銷與分度套的最大間隙；對

13、定銷與分度套的最大間隙； X2-對定銷與固定套的最大間隙；對定銷與固定套的最大間隙； e分度套內(nèi)外圓的同軸度；分度套內(nèi)外圓的同軸度； 2分度盤相鄰孔距的公差值。分度盤相鄰孔距的公差值。 如圖如圖1-99所示，所示， 固定套中心固定套中心C，在對定過程中位置不變，在對定過程中位置不變，當圓柱對定銷當圓柱對定銷1與固定套與固定套2右邊接觸，與右邊接觸，與A孔分度套孔分度套3左邊接觸左邊接觸時，分度盤時，分度盤A孔中心向右偏移到孔中心向右偏移到A；其最大偏移量為；其最大偏移量為（X1+X2+e）/2。18同理，同理，當圓柱對定銷當圓柱對定銷1 1與固定套與固定套2 2左邊接觸，與左邊接觸，與A A孔

14、分孔分度套度套3 3右邊接觸時，分度盤右邊接觸時，分度盤A A孔中心向左偏移到孔中心向左偏移到AA；其最大偏移量為：（其最大偏移量為：（X X1 1+X+X2 2+e+e）/2/2。因此。因此A A孔對定時，孔對定時，最大偏移量為最大偏移量為AA=XAA=X1 1+X+X2 2+e+e。同理，其相鄰同理，其相鄰B B孔對定孔對定時，時，最大偏移量為：最大偏移量為：BB=XBB=X1 1+X+X2 2+e+e。分度盤兩孔間還。分度盤兩孔間還存在孔距公差存在孔距公差22。由圖可知：。由圖可知：A A、B B兩孔的最小分度兩孔的最小分度距離為：距離為：SminSmin=S-(+X=S-(+X1 1+

15、X+X2 2+e)+e)，其最大分度距離為：，其最大分度距離為：SmaxSmax=S+(+X=S+(+X1 1+X+X2 2+e)+e)，因此，直線分度誤差為：，因此，直線分度誤差為：)(221minmaxeXXSSF19圖圖1-992021由于影響分度誤差的各項因素都是獨立隨機變由于影響分度誤差的各項因素都是獨立隨機變量，故可按概率法疊加：量，故可按概率法疊加：2）回轉(zhuǎn)分度誤差）回轉(zhuǎn)分度誤差如圖如圖1-100所示：下列符號的含義所示：下列符號的含義回轉(zhuǎn)分度誤差；回轉(zhuǎn)分度誤差；max相鄰兩孔最大分度角；相鄰兩孔最大分度角；min相鄰兩孔最小分度角；相鄰兩孔最小分度角；F菱形銷在分度套中的對定誤

16、差；菱形銷在分度套中的對定誤差；2分度盤相鄰兩孔的角度公差；分度盤相鄰兩孔的角度公差；2 2在分度套中心處所對應的弧長，在分度套中心處所對應的弧長，X3分度盤回轉(zhuǎn)軸與軸承之間的最大間隙；分度盤回轉(zhuǎn)軸與軸承之間的最大間隙；R回轉(zhuǎn)中心到分度套中心的距離?；剞D(zhuǎn)中心到分度套中心的距離。2222122eXXF018022R22在回轉(zhuǎn)分度中，對定銷在在回轉(zhuǎn)分度中，對定銷在分度盤相鄰兩個分度套中分度盤相鄰兩個分度套中對定的情況與直線分度相對定的情況與直線分度相似，其分度誤差受似，其分度誤差受2222122eXXF的影響，此處還受分度的影響，此處還受分度盤回轉(zhuǎn)軸與軸孔之間最盤回轉(zhuǎn)軸與軸孔之間最大間隙大間隙X3的影響?；剞D(zhuǎn)的影響?；剞D(zhuǎn)分度誤差分度誤差可根據(jù)右圖可根據(jù)右圖的幾何關系求出：的幾何關系求出：RXarctgF2443minmax圖圖1-100235：端齒盤分度裝置：端齒盤分度裝置eXXRXarctgFF2221232,424如圖如圖1-101所示為簡易所示為簡易的端齒盤分度裝置，上的端齒盤分度裝置，